500伏安級新型后備式方波輸出不間斷電源

1、500伏安級新型后備式方波輸出不間斷電源500伏安級UPS-500不間斷電源由于它價(jià)格低廉而被廣泛用于計(jì)算機(jī)的供電系統(tǒng)。同其他類型的輸出額定功率為 500伏安的UPS不間斷電源相比（例如Sendon UPS-600,Senteck UPS-500 ,Santak UPS-500及Micro UPS-500等方波輸出UPS電源等），其外部供電特性基本相同，它的脈寬調(diào)制控 制級仍然是采用以 SG3524調(diào)制組件為中心的方波脈寬調(diào)制型的驅(qū)動(dòng)放大電路。為改進(jìn)性能，它在 控制電路中增添了 UPS電源逆變器延遲啟動(dòng)和 UPS電源逆變器的過壓輸出自動(dòng)保護(hù)功能。但由于 該機(jī)設(shè)計(jì)中將末級推挽驅(qū)動(dòng)級中的推動(dòng)功放晶

2、體管從傳統(tǒng)的四個(gè)改為兩個(gè)。這樣一來，當(dāng)這種UPS電源處于“熱啟動(dòng)”工作時(shí)（即在市電供電正常的條件下啟動(dòng)UPS電源），它能帶動(dòng)具有額定伏安數(shù)的負(fù)載。但是，若 UPS電源處于“冷啟動(dòng)”工作條件時(shí)（即UPS電源在市電供電中斷的條件下，直接帶載啟動(dòng)），其實(shí)際的帶載驅(qū)動(dòng)功率將小于產(chǎn)品所標(biāo)稱的額定伏安數(shù)。一般情況下，它的“冷 啟動(dòng)”帶載能力大約只有 200W左右。作為這種檔次的不間斷電源的工作特性如下表所述。新的500伏安級UPS-500不間斷電源的典型特性交流輸入：電壓變化范圍165260V ;頻率50Hz ± 5%交流輸出：額定輸出功率：500VA輸出電壓穩(wěn)定度：當(dāng)市電供電時(shí)，交流輸出電壓的

3、穩(wěn)定度為220V ± 5%,輸出波形為50Hz正弦波。當(dāng)逆變器供電時(shí)，交流輸出電壓的穩(wěn)定度為220V ± 2.2%，輸出波形為方波，頻率穩(wěn)定度為 50Hz ± 1Hz。逆變器工作時(shí)的瞬態(tài)響應(yīng)：在100%的階躍式加載或減輕時(shí)，輸出電壓的波動(dòng)值在土4%以內(nèi)。逆變器工作時(shí)允許的過載量：W110%額定負(fù)載市電供電7逆變器供電的轉(zhuǎn)換時(shí)間：典型值為4ms及2ms兩種檔次蓄電池組：2個(gè)12伏/6安時(shí)的免維護(hù)密封電池 蓄電池的供電時(shí)間：滿載時(shí)為5分種，半載時(shí)為15分種4. 1UPS-500不間斷電源的控制框圖框圖如圖4.1所示，同其他牌號的具有額定輸出功率為 500伏安的后備式方

4、波輸出不間斷電源 一樣。當(dāng)市電供電正常時(shí)，也就是說，當(dāng)市電輸入電壓大于180V時(shí)，不穩(wěn)壓的市電電源被送到機(jī)內(nèi)的市電供電 h逆變器供電轉(zhuǎn)換控制回路，經(jīng)過該控制電路判斷后，它要向外發(fā)出如下控制信號：BS h 1. UPS-500不間晰電源控制框圖 啟動(dòng)由SG3524脈寬調(diào)制組件構(gòu)成的脈寬調(diào)制控制級，使它的控制脈沖輸出變?yōu)榱惴碗娖?。這樣一來，逆變器將停止工作。 啟動(dòng)蓄電池充電回路，并進(jìn)而使電池處于浮充狀態(tài)。正常工作時(shí)，電池的浮充電電壓約為27V。 控制轉(zhuǎn)換開關(guān)，將市電輸入t高頻抗干擾濾波回路接通。此時(shí)不穩(wěn)壓的市電被送到自動(dòng)穩(wěn)壓控制電路。它在自動(dòng)穩(wěn)壓控制電路作用下，通過調(diào)節(jié)變壓器抽頭式調(diào)壓電路中的變

5、壓器的抽頭位置，將不穩(wěn)壓的市電輸入變成穩(wěn)壓的交流輸出。工作正常時(shí)，可將50Hz不穩(wěn)壓市電（180260V）變成電壓變化范圍在 210230V的穩(wěn)壓電源，它再經(jīng)轉(zhuǎn)換開關(guān)送出向負(fù)載供電。啟動(dòng)工作狀態(tài)指示回路，使前面板上的市電供電指示燈（綠燈）發(fā)亮。2. 當(dāng)市電供電中斷或市電輸入電壓小于165V時(shí)，機(jī)內(nèi)的市電供電 E逆變器供電控制回路將向外送出如下控制信號：啟動(dòng)脈寬控制級，使它立即向外送出兩路相位差1800的50Hz方波調(diào)制信號。該控制信號經(jīng)過逆變器功率放大級放大后，即可向外送出50Hz的方波電源。為了確保逆變器輸出電壓有效值的穩(wěn)定，尚需從逆變器反饋一個(gè)負(fù)反饋控制信號到脈寬調(diào)制控制級。 送出一個(gè)控制

6、信號去關(guān)閉電池充電器中相關(guān)的控制電路，讓電池充電器停止工作。 關(guān)閉處于自動(dòng)穩(wěn)壓控制回路中的市電交流輸入通道。與此同時(shí)接通逆變器的輸出與負(fù)載的連接通道，讓50Hz方波電源向負(fù)載供電。為確保逆變器及負(fù)載工作的安全度，UPS電源的機(jī)內(nèi)的逆變器輸出過流與輸出過壓檢測電路開始工作。當(dāng)機(jī)器工作正常時(shí)，自動(dòng)保護(hù)電路對脈寬調(diào)制控制級的工作狀態(tài)不產(chǎn)生任何影響。然而，在UPS電源運(yùn)行中，若遇到發(fā)生輸出過流或輸出過壓之中的任一情況時(shí)，自動(dòng)保護(hù)電路將送出控 制信號使脈寬調(diào)制級的輸出立即置于零伏，當(dāng)然隨之而來的是UPS電源的逆變器立即停止工作。類似地，UPS電源內(nèi)部的電池電壓過低檢測電路隨時(shí)隨地地檢測電池的端電壓。當(dāng)發(fā)

7、現(xiàn)電池電壓過低（約20V左右）時(shí)，自動(dòng)保護(hù)電路也送出一個(gè)控制信號去將脈寬調(diào)制級的輸出置于零伏，迫使逆變器停止工作。從而得以防止電池因過度放電而被損壞的危險(xiǎn)事件發(fā)生。顯然，一旦上述自動(dòng)保護(hù) 電路中之任一個(gè)起作用時(shí)，這臺UPS電源就將進(jìn)入既無市電輸出，也無50Hz方波逆變器輸出的自動(dòng)關(guān)機(jī)狀態(tài)。啟動(dòng)前面板上的工作狀態(tài)控制電路，使表示電池供電的紅燈以 4秒周期閃爍和使喇叭以 4秒的周期鳴叫。當(dāng) UPS電源處于逆變器工作狀態(tài)時(shí)，如果遇到發(fā)生輸出過電流或輸出過電壓或電池 電壓過低之中的任一情況時(shí)，紅燈將變成常亮、喇叭將變成長鳴。4. 2UPS-500不間斷電源的脈寬調(diào)制控制級4. 2 . 1電路組成及工作

8、原理UPS-500后備式方波輸出不間斷電源的脈寬調(diào)制驅(qū)動(dòng)回路被示于圖4.2中。如同山頓UPS-600型Santak UPS-500型和Senteck UPS-500牌不間斷電源一樣。 它也是用SG3524組件（即編號為IC3 的組件）來構(gòu)成它的脈寬調(diào)制控制級。這套逆變器脈寬調(diào)制控制電路所要完成的控制功能是：當(dāng)市 電供電中斷時(shí)，它要向外接負(fù)載提供有效值為220V的方波電源。當(dāng)市電供電恢復(fù)正常時(shí)，或雖然市電供電中斷但 UPS電源中逆變器出故障或電池電壓過低時(shí)，逆變器應(yīng)立即無條件地停止工作。當(dāng)12V直流輔助電源被送到IC3組件的電源輸入端15引腳后，它即從它的基準(zhǔn)電壓輸出端16引腳向外送出5V基準(zhǔn)電

9、源。（注：本UPS電源控制電路中所用到的5V電源都是從IC3-16送出的）我們可以用這個(gè)5V基準(zhǔn)電源經(jīng)由電阻 R6和R7以及電阻R3和R4組成的兩個(gè)電阻分壓器分別在IC3組件的誤差放大器的同相輸入端2腳及補(bǔ)償端9腳建立起兩個(gè)參考電平。 此外，利用電阻R12、R20晶體管Q7、電位器VR2和電容C4以及IC3組件的鋸齒波發(fā)生器輸入端6和7腳組成一個(gè)受控的100Hz鋸齒波發(fā)生器。根據(jù) SG3524脈寬調(diào)制組件的工作原理可知：當(dāng)送到 SG3524組件的誤差放 大器反相端1腳的電位升高時(shí)，從它的末級驅(qū)動(dòng)輸出端11和14腳送出的調(diào)制脈沖寬度將變窄。反之，當(dāng)送到1腳的控制信號的電位下降時(shí)，從11和14腳送

10、出這兩路相位相差 1800的幅值為2.1V左右的脈寬調(diào)制脈沖的寬度將增寬。如果我們把這兩串脈寬調(diào)制脈沖送到末級推挽驅(qū)動(dòng)放大電路進(jìn)行功放后，就可從主變壓器T3的副邊繞組n1向負(fù)載提供有效值為 220V方波電源。這時(shí)我們只要將從T3變壓器另一繞組 n2檢測到的方波電壓信號反饋送到SG3524組件的誤差放大器的反相輸入端1腳，即可實(shí)現(xiàn)對逆變器輸出電壓的負(fù)反饋控控制。從而確保向負(fù)載提供電壓穩(wěn)定度很好的220V方波電源。4.2.2 SG3524組件各有關(guān)控制端的控制信號a推動(dòng)R”D刊<=3M-16Ch集電機(jī)（市電供電匸逆變s»侯電Rimvr2市電供電匸逆變盟供電1CH11 IQifC3&

11、lt;DrrH-Tj腿遲啟動(dòng)嚴(yán)1C5-1 亠IC5-2 '-WD”蟲 t RnSG352412iiDkQ；VD6Q i I24 VJR“o0-Ik過流取樣電訊Qa 及 Q* 為 MJ11Q33過就廉護(hù)10IC5 -149DC1-10市電供電匸連變器供電Y i負(fù)I尸% Co »0保險(xiǎn)電池n【圖£2 UPS-500的昧寬調(diào)斜驅(qū)動(dòng)電踏R)n為保證UPS-500不間斷電源穩(wěn)定可靠地運(yùn)行。有如下控制信號需要送到SG3524組件的各有關(guān)控制端： 來自晶體管Q8集電極的市電供電 l逆變器供電轉(zhuǎn)換控制信號。該控制信號經(jīng)二極管D60、D61、Dx和Dy被送到脈寬調(diào)制組件 SG3524

12、的輸出端11和14腳。其作用是：當(dāng)市電供電正常時(shí)， 將SG3524組件的輸出端11和14腳的輸出箝位到零伏，從而迫使逆變器停止工作。只有當(dāng)市電供電中斷時(shí)或市電輸入電壓低于165V時(shí)，它才允許來自 SG3524組件輸出端的脈寬調(diào)制脈沖被饋送到逆變器的末級推挽驅(qū)動(dòng)線路進(jìn)行功放。 來自組件IC1的11腳的市電供電*逆變器供電轉(zhuǎn)換控制信號。當(dāng)市電供電正常時(shí)，它為零伏低電平。當(dāng)市電供電不正常時(shí)，它存12伏高電平。該控制信號經(jīng)二極管D7被饋送到PNP型晶體管Q1和Q2的基極。其控制功能與上述轉(zhuǎn)換控制信號相同，在此不再重復(fù)。此外，當(dāng)市電供電正常時(shí)，從IC1組件11腳送出的低電平信號迫使控制SG3524組件鋸

13、齒波振蕩器工作的晶體管Q7截止，從而進(jìn)一步迫使鋸齒波振蕩器停振。當(dāng)市電供電中斷時(shí)，鋸齒波振蕩器重新開始振蕩。來自組件IC1的10腳的市電供電l逆變器供電轉(zhuǎn)換控制信號。該控制信號經(jīng)二極管D8和D40被送到SG3524組件的補(bǔ)償端9腳。其作用是：當(dāng)市電供電正常時(shí)，使得從SG3524組件的輸出端11和14腳送出的調(diào)制脈沖的寬度趨向于變?yōu)榱恪．?dāng)市電供電中斷時(shí)，從IC1的10腳輸出的控制信號應(yīng)該不影響 SG3524組件的正常工作。來自組件IC5的13腳的電池電壓過低自動(dòng)保護(hù)信號和UPS電源逆變器過壓輸出自動(dòng)保護(hù)信號經(jīng)二極管D16被饋送到SG3524組件的同相端2腳。此外，另一路保護(hù)信號，即逆變器輸出過載

14、 或短路自動(dòng)保護(hù)信號經(jīng)二極管D56被送到SG3524組件的封鎖端10腳。在UPS電源工作過程中，當(dāng)出現(xiàn)上述任何一種故障之一時(shí)，逆變器應(yīng)立即無條件停止工作，以免損壞器件。來自組件IC5的1和2腳的延時(shí)啟動(dòng)控制信號分別經(jīng)電阻R17和二極管D54被送到SG3524組件的1和9腳以及兩個(gè)分別控制 SG3524組件輸出端的11和14腳的晶體管Q2和Q1的基極。這 一控制電路的功能是：在啟動(dòng)UPS電源的瞬間，暫時(shí)封鎖SG3524脈寬調(diào)制組件的輸出，以免用戶在不慎帶載啟動(dòng)時(shí)造成逆變器中的末級驅(qū)動(dòng)晶體管損壞，其封鎖時(shí)間約2秒。因此，只有當(dāng) UPS電源的開機(jī)時(shí)間超過 2秒后，這一控制電路才不對SG3524組件的

15、工作狀態(tài)產(chǎn)生任何影響。4.2.3 脈寬調(diào)制驅(qū)動(dòng)電路的工作情況為討論問題方便起見：我們將分四種情況來討論脈寬調(diào)制驅(qū)動(dòng)電路的工作情況。1. 當(dāng)市電供電中斷，且 UPS電源的逆變器處于正常工作狀況時(shí)如圖4.2所示，這時(shí)將有如下控制信號被送到脈寬調(diào)制組件IC3 ( SG3524)的各控制端。(1) 來自IC1組件的10和11腳的市電供電L逆變器供電轉(zhuǎn)換控制信號均為 12V高電平。因 此，二極管 D7和D8都處于反向偏置狀態(tài)。此時(shí) 12V直流電源經(jīng)電阻 R20被送到NPN型晶體管 Q7的基極，它使Q1管處于飽和導(dǎo)通狀態(tài)。 這樣就將由電阻 R12、電位器VR2和晶體管Q7組成的 鋸齒波振蕩器的振蕩電阻通路

16、接通。 至此由IC3組件的6和7腳及周圍元件組成的鋸齒波振蕩器就開始自激振蕩并送出工作頻率100Hz，振幅為13.8V的鋸齒波電壓。(2) 當(dāng)UPS電源開機(jī)穩(wěn)定后，從IC5組件的2腳送來的延時(shí)啟動(dòng)控制信號處于高電平輸出狀 態(tài)。這一高電平被送到控制脈寬調(diào)制組件IC3輸出端14和11腳的工作狀態(tài)的兩個(gè) PNP型晶體管Q1和Q2的基極，由于Q1和Q2的基極電位高于發(fā)射極電位，所以這兩個(gè)晶體管都處于截止?fàn)顟B(tài)，在此條件下，延時(shí)啟動(dòng)控制電路不會(huì)對IC3組件的工作狀態(tài)產(chǎn)生任何影響。(3) 自晶體管Q8集電極的市電供電 "逆變器供電轉(zhuǎn)換控制信號也是12V高電平。它迫使二極管D59、D60和D61都處

17、于反向偏置狀態(tài)。因此，此時(shí)晶體管Q8的存在也不會(huì)影響IC3組件的工作狀態(tài)。(4) 當(dāng)逆變器工作正常時(shí)，從IC5組件的13腳送來的電池電壓過低保護(hù)信號為12V高電平，故二極管D16被反偏。此外，從IC5組件的14腳送來的UPS電源逆變器輸出過載和短路自動(dòng)保護(hù) 信號為0V低電平。由于二極管 D56的正端為低電平，所以 D56不導(dǎo)通。鑒于上述情況，此時(shí)IC3組件的工作狀況不受自動(dòng)保護(hù)控制電路的任何影響。在滿足上述控制信號的輸入條件的前提下，從逆變器輸出變壓器 T3的副邊繞組n2中感應(yīng)得到的幅值為23V左右的50Hz方波電壓信號經(jīng)由二極管 D1、D2和D3，電阻R1和R2，電位器VR1可編輯范本和電容

18、C1組成的具有小時(shí)間常數(shù)的整流濾波回路后，可得到一個(gè)幅值約為 2.3V的準(zhǔn)直流控制信號V0。顯然，這個(gè)V0的大小是正比于逆變器的輸出電壓的。在實(shí)際操作中，我們可以通過調(diào)節(jié)VR1的電阻值大小來調(diào)節(jié)從逆變器送來的負(fù)反饋電壓大小。采用這樣的辦法可很方便地調(diào)整UPS電源的逆變器的輸出電壓的幅值。V0控制信號被送到IC3（ SG3524）脈寬調(diào)制組件的誤差放大器的反相端1腳。這樣我們就可在IC3組件的末級驅(qū)動(dòng)輸出端 11和14腳得到兩路相位相差 1800，幅值約 為2.1V，周期為20ms的方波控制信號 V1和V2。這對脈寬調(diào)制脈沖控制信號V1和V2的脈沖寬度是受控于負(fù)反饋控制信號V0的幅度的。其變化規(guī)

19、律是：假設(shè)由于在UPS電源的輸出端突然加載而致使從逆變器輸出的50Hz方波電源電壓的有效值有所下降的話，它將會(huì)使得加在IC3組件1腳的V0信號產(chǎn)生瞬時(shí)的幅度下降。這種變化將會(huì)導(dǎo)致從IC3組件的輸出端11和14腳送出的兩串相位相差1800的脈寬調(diào)制脈沖的寬度有所增寬。相反，不管因?yàn)槭裁丛蛞餠0控制信號的幅度有所增加時(shí)，它會(huì)使得從IC3組件送出的脈寬調(diào)制脈沖 V1和V2的脈寬變窄。有了這樣的負(fù)反饋控制特性。我們就可在UPS電源的逆變器的輸出端得到50Hz穩(wěn)頻的（由于鋸齒波本機(jī)振蕩器的工作頻率只受控于振蕩電阻和振蕩電容的大小而與直流輔助電源的幅值穩(wěn)定度無關(guān)）和幅度穩(wěn)定的有效值為220伏方波電源。

20、這是因?yàn)榧偃缭赨PS電源逆變器的輸出端突然加載時(shí)，它勢必會(huì)造成方波電源輸出電壓的瞬時(shí)跌落， 這種變化必然會(huì)造成 V0幅度的下降以及 V1和V2調(diào)制脈沖的寬度增寬。 當(dāng)這對被脈寬增寬的調(diào)制脈沖經(jīng)逆變器的末級推挽功放電路進(jìn)行功率放大后，我們就可得到電壓輸出有效值有所回升的方波電源。這是因?yàn)榉讲娫措妷狠敵龅挠行е凳请S方波脈沖寬度的擴(kuò)寬而增 大的緣故。相反，當(dāng)由于某種原因致使逆變器的輸出電壓有效值有所增大時(shí)，通過上述負(fù)反饋控制 環(huán)就會(huì)使得從SG3524組件送出的脈寬調(diào)制脈沖的寬度變窄，其結(jié)果必然是使得從逆變器輸出的方 波電源的脈寬變窄和 50Hz方波電源電壓的有效值有所下降。這樣一來，就可確保方波電

21、源的穩(wěn)壓 輸出特性。由圖4.2可見：從SG3524組件的11和14腳送出V1和V2調(diào)制脈沖串分別經(jīng)由二極管Dx和Dy電阻R13和R14被送到由24伏直流輔助電源供電的兩個(gè)帶有負(fù)反饋控制特性的晶體管射極跟隨 器Q3和Q4的基極而進(jìn)行第一級功放。UPS-500不間斷電源的末級推挽功放電路是分別由NPN型晶體管Q5和Q6以及PNP型晶體管（MJ11033）Qa和Qb組成電流放大復(fù)合管組成的。其中電阻 Ra和Rb以及二極管Da和Db分別是末級驅(qū)動(dòng)晶體管的基極耦合電阻和發(fā)射極與集電極間的反向偏 壓抑制二極管。上述的脈寬調(diào)制信號經(jīng)過這樣的功率放大電路放大后，我們就可在輸出變壓器T3的副邊繞組n1得到經(jīng)升壓

22、輸出的 50Hz有效值為220伏的方波電源。在這里需要說明的幾點(diǎn)是： 連接在末前級驅(qū)動(dòng)晶體管Q5和Q6射極回路中的小阻值電阻 R19是作為檢測UPS電源的逆變器工作時(shí)是否發(fā)生過過流輸出的取樣電阻。 連接在SG3524組件的誤差放大器的反相端1腳和補(bǔ)償端9腳間的由電阻R8和電容C3組成的阻容回路是用來防止SG3524組件的內(nèi)部控制電路產(chǎn)生自激振蕩的消振回路。連接在SG3524組件9腳上的由二極管 D40、電阻R3和R4及電容C2所組成的網(wǎng)絡(luò)中的電 容C2是為實(shí)現(xiàn)UPS電源逆變器開機(jī)緩啟動(dòng)而設(shè)置的延時(shí)啟動(dòng)電容。當(dāng)UPS電源處于無市電供電條件下直接啟動(dòng)時(shí)，由于 C2電容的存在，它可以有效地防止在剛開

23、機(jī)的瞬間可能出現(xiàn)的逆變器過 流或過壓輸出的故障產(chǎn)生。這是由于在UPS電源剛啟動(dòng)的瞬間，由于電容C2兩端的電壓不能躍變， 故SG3524組件的9腳的電平被瞬時(shí)拉到 0.6V的低電平。其作用是使在 UPS電源剛開機(jī)的瞬間從 SG3524組件送來的調(diào)制脈沖的寬度不是過寬而是很窄。這樣就能有效地防止逆變器出現(xiàn)啟動(dòng)時(shí)過 壓輸出的情況發(fā)生。隨著時(shí)間的推移，電容C2被逐漸充電至3V左右。此后隨著SG3524組件逐漸進(jìn)入正常工作狀態(tài)，電容 C2的影響就不復(fù)存在了。2. 當(dāng)市電供電正常（市電輸入電壓大于180伏）時(shí)，送到SG3524組件各控制端的控制信號在這種情況下，各控制端的控制信號將發(fā)生如下變化：（1）來自

24、組件IC1的11腳的市電供電 尸逆變器供電轉(zhuǎn)換控制信號從12伏高電平下跳為零伏低電平。這一電平變化將產(chǎn)生下述控制功能：由于經(jīng)電阻R20送到晶體管Q7基極的電位變?yōu)榱惴＞w管Q7就進(jìn)入截止?fàn)顟B(tài)。這樣就斷掉了由電阻 R12和電位器VR2組成的振蕩電路支路的接地通路，它將造成SG3524組件中的鋸齒波振蕩器停止振蕩。通過二極管D7將IC5組件的2腳的輸出電平箝位到 0.6V左右。這樣一來，就會(huì)使得原來處 可編輯范本于截止?fàn)顟B(tài)的兩個(gè) PNP型晶體管Q1和Q2轉(zhuǎn)而進(jìn)入飽和導(dǎo)通狀態(tài)。 一旦Q1和Q2進(jìn)入飽和導(dǎo)通狀 態(tài)，它就會(huì)將 SG3524組件的輸出端11和14腳的電平拉到零伏左右，從而切斷了末級推挽驅(qū)

25、動(dòng)功 放電路的控制信號的輸入通道，迫使UPS電源逆變器停止工作。（2）來自組件IC1的10腳的市電供電 l逆變器供電轉(zhuǎn)換信號為零伏低電平。它通過二極管D8和D40的耦合作用而將 SG3524組件的補(bǔ)償端9腳的電平從3V左右拉到1.4V左右的低電平狀 態(tài)。其作用也是迫使從 SG3524組件送出的調(diào)制脈沖被置于零伏低電平狀態(tài)。（3）來自晶體管 Q8集電極的市電供電 于逆變器供電轉(zhuǎn)換控制信號為零伏低電平。它通過二 極管D60和D61的耦合作用將 NPN晶體管Q3和Q4的基極電位箝位到近于零伏的低電平。這種 變化將迫使 Q3和Q4處于截止?fàn)顟B(tài)，并進(jìn)而迫使逆變器停止工作。在上述控制信號的綜合作用下，從S

26、G3524組件的11和14腳送出的調(diào)制脈沖變?yōu)榱惴绷麟娖?。由于末級推挽?qū)動(dòng)電路處于停止工作狀態(tài)。因此，此時(shí)的UPS電源的逆變器也將隨之處于停止向外輸出方波電源的工作狀態(tài)。此時(shí)從UPS電源的輸出變壓器 T3副邊繞組m輸出的將是受控于機(jī)內(nèi)的自動(dòng)穩(wěn)壓控制回路所控制的50Hz正弦波電源。3. UPS電源的逆變器處于自動(dòng)保護(hù)關(guān)機(jī)狀態(tài)當(dāng)市電供電中斷時(shí)，在正常情況下UPS電源的逆變器應(yīng)該向外送出穩(wěn)壓穩(wěn)頻的 50Hz方波電源。 但在遇到下述情況之一時(shí)， UPS電源將會(huì)處于既無 50Hz正弦波電源輸出、又無 50Hz方波電源輸 出的停機(jī)狀態(tài)。（1）在UPS電源的逆變器的輸出端由于某種原因曾經(jīng)出現(xiàn)過輸出過流或短

27、路情況時(shí)，這時(shí)從IC5組件的14腳送來的過流保護(hù)信號將會(huì)從原來的零伏低電平變?yōu)榧s2.8V的“高電平”輸出狀態(tài)。這一“高電平”控制信號經(jīng)二極管 D56被送到SG3524組件的封鎖端10腳。我們知道：一旦在SG3524 組件的封鎖端出現(xiàn)高電平“故障”信號，從它的輸出端 11和14腳送出的脈寬調(diào)制脈沖就會(huì)立即消 失而變?yōu)榱惴碗娖?。?）當(dāng)從UPS電源的逆變器輸出端送出的方波電源的電壓有效值過高時(shí)，這時(shí)從IC5組件的13腳送出的控制電平將從12伏下跳至零伏低電平。這個(gè)UPS電源輸出過壓保護(hù)信號通過二極管D16的耦合作用而將 SG3524組件的誤差放大器同相端 2腳的電位箝位到約 0.5伏左右的低電平

28、。 這一變化的結(jié)果，將導(dǎo)致SG3524組件在其輸出端11和14腳送出零伏低電平控制信號，從而迫使逆變器停止工作。（3）當(dāng)UPS電源處于逆變器供電狀態(tài)時(shí)，蓄電池組由于放電它的端電壓會(huì)逐漸下降。當(dāng)電池 組的端電壓下降到約 20伏時(shí)，這時(shí)從IC5組件的13腳送出的電池電壓過低自動(dòng)保護(hù)信號將變?yōu)榱?伏低電平。如圖4.2所示，其控制功能與上述第（2）種情況相同，迫使逆變器進(jìn)入自動(dòng)關(guān)機(jī)狀態(tài)。4. UPS電源處于開機(jī)啟動(dòng)瞬間的工作狀態(tài)實(shí)踐證明：對于目前的絕大多數(shù)市售的500伏安級的后備式方波輸出UPS電源來說，在剛開機(jī)的瞬間不管是否有市電供電，一旦開機(jī)時(shí)它的逆變器總是搶先工作。也就是說，即使在市電供電 正常

29、的條件下，UPS電源在剛開機(jī)時(shí)也是逆變器先工作一會(huì)兒，然后再轉(zhuǎn)為市電供電狀態(tài)。這種工作方式有一種弊病。假若這時(shí)又遇到用戶帶載啟動(dòng)的話，它很容易引起UPS電源的逆變器發(fā)生故障。這是因?yàn)槿魏螜C(jī)器在剛開機(jī)的瞬間，機(jī)內(nèi)的各控制電路尚未真正進(jìn)入穩(wěn)定工作狀態(tài)，此時(shí)立即 向外接負(fù)載供電很容易引起出故障。新的500伏安級UPS-500不間斷電源在設(shè)計(jì)時(shí)考慮到這個(gè)問題，它引進(jìn)了延遲啟動(dòng)保護(hù)功能。當(dāng)UPS電源在剛啟動(dòng)的瞬間先由組件IC5的2腳送出一個(gè)持續(xù)時(shí)間約2秒的幅值為零伏的延遲啟動(dòng)保護(hù)信號。如圖4.2所示，這一控制信號將會(huì)使得兩個(gè)PNP型晶體管Q1和Q2處于飽和導(dǎo)通狀態(tài)。 因此，剛啟動(dòng)的瞬間從 SG3524組

30、件送出的調(diào)制脈沖被箝位在零伏 左右，從而迫使逆變器在開機(jī)的瞬間停止工作。按本電路的設(shè)計(jì)值，大約經(jīng)過2秒后這種延遲啟動(dòng)封鎖功能才解除。顯然，這種延遲啟動(dòng)功能的設(shè)置有利于降低UPS電源的故障率。不過在這里應(yīng)該指出：目前生產(chǎn)的新的500伏安級的UPS-500不間斷電源雖然已大大改善這方面的性能，但電路的設(shè)計(jì)尚不能達(dá)到用戶在開機(jī)時(shí)，這種延遲電路能100%的成功運(yùn)行。4.3 UPS-500不間斷電源的市電供電 逆變器供電轉(zhuǎn)換控制電路概述這種UPS-500不間斷電源的市電供電 于逆變器供電轉(zhuǎn)換控制電路主要完成的控制功能有：1. 向脈寬調(diào)制控制回路送出帶“回差”控制功能的市電供電*逆變器供電轉(zhuǎn)換控制信號。即

31、可編輯范本當(dāng)市電輸入電壓由低向高變化時(shí)，只有當(dāng)市電電壓升高到稍稍高于180伏時(shí)，UPS電源才進(jìn)入由市電經(jīng)變壓器抽頭調(diào)壓式穩(wěn)壓電路向負(fù)載提供50Hz正弦波電源的市電供電狀態(tài)。然而，當(dāng)市電輸入電壓由高向低變化時(shí)，在市電電壓下降到低于 180伏時(shí)，UPS電源繼續(xù)處于市電供電狀態(tài)。只有當(dāng)市電輸入電壓下降到稍稍低于170伏時(shí)，它才由市電供電狀態(tài)轉(zhuǎn)為由逆變器向負(fù)載提供50Hz方波電源的狀態(tài)。也就是說在進(jìn)行市電供電 b逆變器供電轉(zhuǎn)換時(shí)， 隨著市電輸入電壓變化方向的不同它 們的轉(zhuǎn)換電壓點(diǎn)之間存在有10伏左右的回差。2. 當(dāng)市電電網(wǎng)的輸入電壓太高 （約超過265伏）時(shí)，這時(shí)因機(jī)內(nèi)的變壓器抽頭式穩(wěn)壓器控制電路 已

32、不能保證向負(fù)載提供安全穩(wěn)定的交流電源。為防止因從UPS電源輸出的50Hz正弦波交流電源電壓過高而損壞微計(jì)算機(jī)的事故發(fā)生，此時(shí)的UPS電源的機(jī)內(nèi)的市電供電 于逆變器供電轉(zhuǎn)換回路應(yīng)發(fā)出控制信號去切斷市電輸入回路，并重新啟動(dòng)UPS電源的逆變器工作，讓逆變器向負(fù)載提供 50Hz的穩(wěn)壓方波電源。當(dāng)市電電網(wǎng)的輸入電壓變化范圍在0265V之間時(shí)的市電供電 1逆變器供電轉(zhuǎn)換控制電路的工作情況如圖4.3所示。市電輸入電壓檢測信號是從專用的市電輸入檢測變壓器T1的副邊繞組上獲得的。該控制信號的幅值取決于市電電壓的高低，當(dāng)市電輸入電壓為220V時(shí)，這一控制信號的幅值約為22V。這個(gè)正弦波控制信號經(jīng)由二極管D30、D

33、31，電阻R58、R59、R60和電容C15組成的具有小時(shí)間常數(shù)的整流濾波電路后得到一個(gè)與市電輸入電壓變化成正比的“準(zhǔn)直流”市電檢測信號V1。V1被送到由IC2組件的1、6和7腳及2、4和5腳組成的兩個(gè)具有滯后特性的電壓比較器 的同相端7腳和反相端4腳（IC2組件是LM339組件）。與此同時(shí)，5V基準(zhǔn)電源經(jīng)由電阻 R54、電 位器VR4、電容C100以及電阻R62、電位器VR7組成的兩個(gè)電阻分壓器分別在這兩個(gè)電壓比較器 的反相端6腳和同相端5腳建立起幅值分別為 1.8V和3V左右的兩個(gè)參考電平。這里需預(yù)先說明的 是：由IC2組件的1、6和7腳組成的電壓比較器是用作常規(guī)的市電供電逆變器供電轉(zhuǎn)換控

34、制器。而另一個(gè)由IC2的4、5和2腳組成的電壓比較器是作為市電過壓輸入保護(hù)用的比較器。下面我們先來討論由組件IC2的1、6和7腳組成的市電供電逆變器供電轉(zhuǎn)換控制電路的工作原理。4.3.2 轉(zhuǎn)換控制電路的工作原理當(dāng)市電輸入電壓為 220V時(shí)，由于建立在電壓比較器同相端7腳的電平V1（約2.4伏左右）高于它的反相端6腳的參考電平 V2 （約1.8伏）。這個(gè)電壓比較器輸出端1腳的控制信號 V3應(yīng)為12伏高電平。如圖4.3所示，此時(shí)由于二極管 D26和D29均處于反向偏置狀態(tài)，連接在這個(gè)比較器輸出端1腳和同相端7腳之間的由電阻 R57和二極管D26組成的反饋回路的存在不會(huì)對比較器的同相端的 電平產(chǎn)生任

35、何影響，即Va=V1H。相反，如果市電輸入電壓下降到使得V1<V2 （同相端的電平低于反向相端的電平）時(shí)，在這個(gè)電壓比較器輸出端1腳的控制信號 V3將變?yōu)榱惴碗娖健Ｓ捎谶@個(gè)零伏低電平的存在，二極管D26和D29都將從原來的反向偏置狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)檎驅(qū)顟B(tài)。一旦二極管D26變成正向?qū)顟B(tài)，這時(shí)加在比較器同相端7腳的電平V1將變成：V1L= （Va-0.7 伏） R57/（R57+R58）（4-1）這個(gè)事實(shí)說明：當(dāng) UPS電源處于市電供電狀態(tài)（V1>V2 ）時(shí)，市電輸入檢測信號 Va不經(jīng)任何 衰減地被饋送到比較器的同相端7腳，此時(shí)Va=V1H。然而，當(dāng)UPS電源處于逆變器供電時(shí)（V1

36、<V2 ）,市電輸入檢測訊號 Va被首先衰減掉一個(gè)厶 V1=V1h-H1l量后，才被饋送到這個(gè)比較器的同相端。一一 般情況下，這個(gè)差值 V1相當(dāng)于市電電壓有效值10V左右。由于該電壓比較器的反相端6腳的電平是固定不變的1.8V。這就意味著：當(dāng)市電輸入電壓由低向高變化時(shí)，這個(gè)電壓比較器的輸出端的工作狀態(tài)轉(zhuǎn)換點(diǎn)是發(fā)生在較高的市電輸入電壓（180V）處，因?yàn)檫@時(shí)需要的 Va=1.8V+ V1。反之，當(dāng)市電電壓由高向低下降時(shí)，這個(gè)電壓比較器的輸出端的工作狀態(tài)轉(zhuǎn)換點(diǎn)發(fā)生在較低的市電輸入電壓（170V）處。因?yàn)檫@時(shí)只需要 Va=1.8V即可。有了這種滯后特性后，就可以有效地防止當(dāng)UPS電源在執(zhí)行市電

37、供電 l逆變器轉(zhuǎn)換操作中可能出現(xiàn)的、因在電網(wǎng)上出干擾電壓而誤動(dòng)作的情況發(fā) 生，這是因?yàn)橐话愀蓴_電壓的有效值幅度都小于10V的緣故。類似地，由IC2組件的2、4和5腳組成的電壓比較器也是一個(gè)具有滯后特性的比較器，它的 正反饋控制環(huán)是由電阻R61和二極管D27組成的。當(dāng)市電電網(wǎng)輸入電壓不過壓（小于265V）時(shí)，從該比較器的輸出端 2腳送出的控制信號 V5為12伏高電平。因此，在正常工作時(shí)，由于二極管 D28總處于反向偏置狀態(tài)。這個(gè)比較器的存在不會(huì)對后級控制電路產(chǎn)生任何影響。只有當(dāng)市電輸入可編輯范本!C*CD40H ICj JC5fQlCfllLM339I 2J J7 Jtttfe73>2工&

38、quot;+ 12V14齊6RYL4XT3*1UPS電卻出Ip -込IIC*IRap-ctj-D| 5Si逍沌取祥電阻KDyOtoJl? * 12VIM" L審電供電插示燈D”R t 46市電纖電 遭宴誥快咆匸作揩示燈ti N< 童竝靖 NE555Dfl 2Of-圧HD«2國4.3UPS-500的市電供電逆變器供電轉(zhuǎn)換揑制及自動(dòng)保護(hù)電.路1IC3 -4心n |TTcT"電壓超過265V時(shí)，由于它的輸出控制信號V5變成零伏低電平，這樣通過D28二級管將IC2組件11腳的電平箝位至零伏時(shí)，才會(huì)對后級電路產(chǎn)生影響。有了上述知識，我們就可以繼續(xù)討論市電供電R逆變器供

39、電轉(zhuǎn)換控制回路的工作狀態(tài)。433轉(zhuǎn)換控制回路工作狀態(tài)的分析當(dāng)市電供電正常（180V市電265V ）時(shí)，由于二極管 D28和D29均處于反向偏置狀態(tài)。5V基準(zhǔn)電源經(jīng)電阻 R100被直接送到由IC2組件的10、11和12腳組成的電壓比較器的同相端11腳。與此同時(shí)，加到這個(gè)電壓比較器反相端10腳的參考電平 V6 （約2.5V）是由5V基準(zhǔn)電源經(jīng)由電阻R60和R66及電容C37組成的電阻分壓器所提供的。顯然，這時(shí)從這個(gè)電壓比較器輸出端12腳送出的控制信號 V7應(yīng)是幅值為12V的高電平?？刂菩盘朧7被分成兩路去控制后級電路的工作狀態(tài)。 其中一路是：V7被直接送到由與非門IC1組件的1、2和3腳組成的反相

40、器的輸入端 1和2腳。這 樣將從這個(gè)反相器的輸出端3腳送出幅值為零伏的低電平控制信號V8。V7的另一路是被饋送到由與非門組件IC1 （ CD4011 ）的4、5和6腳及8、9和10腳組成的RS型觸發(fā)器的置“ 0”端9腳。 對于這個(gè)RS觸發(fā)器來說，由于在它的置“ 1”端5腳輸入零伏低電平。所以，我們就可以在它的輸 出端4腳和10腳分別得到幅值為12V的V10高電平和幅值為零伏的 V9低電平兩種控制信號。從 RS觸發(fā)器的“ Q”端4腳送出的12V高電平控制信號 V10分兩路去控制后級電路的工作。1經(jīng)二極管D24被饋送到由具有雙輸入端的與非門組件構(gòu)成的反相器組件IC1的12和13腳。這樣將會(huì)從這個(gè)反

41、相器的輸出端 11腳送出幅值為零伏的控制信號 V11?？刂菩盘朧11有兩種控制 功能：經(jīng)電阻R20被送到晶體管 Q7的基極，因而 Q7處于截止?fàn)顟B(tài)。它的作用是迫使位于脈寬調(diào) 制組件SG3524組件中的自激式鋸齒波振蕩器停止振蕩。經(jīng)二極管D7的耦合作用，將由IC5組件的2、4和5腳組成的用于延遲啟動(dòng)控制功能的比較器的輸出端2腳的電平箝位在零伏左右。這樣形成的零伏電位再經(jīng)二極管D54、D40被送到SG3524組件的補(bǔ)償端IC3-9腳，所有這些控制功能的最終目的都是迫使從SG3524組件送出的調(diào)制脈沖變?yōu)榱惴碗娖剑⑦M(jìn)而使逆變器停止工作。2幅值為12V的控制信號 V10經(jīng)電阻R50被饋送到晶體管

42、Q8的基極，并將 Q8置于飽和導(dǎo)通 狀態(tài)。這時(shí)從晶體管 Q8的集電極送出的零伏控制信號V12又分成三路去控制后級電路的工作：使得連接在晶體管 Q8的集電極上的由12V電源、電阻R38和發(fā)光二極管構(gòu)成的市電供電 “指 示燈”（AC Normal ）發(fā)亮，以通知用戶，現(xiàn)在UPS電源處于市電供電狀態(tài)；送到由NE555組件及其周圍元件構(gòu)成的自激式低頻振蕩器的復(fù)位輸入端4腳，迫使該振蕩器停振。這樣一來，表示電池向逆變器提供能量的喇叭停響；通過由二極管 D60和Dy、D61和Dx及D59和電阻R14組成的三條回路向IC3 （SG3524） 組件的有關(guān)控制端送去零伏低電平控制信號（見圖4.2和4.3）。其作

43、用是迫使從該脈寬調(diào)制組件IC3的輸出端11和14腳送出的調(diào)制脈沖變成零伏低電平，從而迫使逆變器停止工作。此外，從RS觸發(fā)器的，端（IC1組件的10腳）送出的零伏低電平控制信號V9經(jīng)電阻R51、二極管D57和電阻R52被送到NPN型晶體管Q10的基極，致使 Q10處于截止?fàn)顟B(tài)。這樣一來， 連接在晶體管 Q10集電極回路的兩個(gè)繼電器RY和S1均處于釋放狀態(tài)。從下面的討論中，我們將知道RY繼電器和S1繼電器的常閉觸點(diǎn)分別將 UPS電源的電池充電回路及市電電源輸入回路接通。 因此，它可以保證在市電供電正常時(shí)，市電電源不僅能向負(fù)載提供50Hz正弦波電源，而且還能利用市電的能量向蓄電池充電，以備一旦市電供

44、電中斷時(shí)，UPS電源中的逆變器可隨時(shí)利用電池所儲(chǔ)存的能量繼續(xù)工作。當(dāng)市電供電中斷或市電輸入電壓低于170V時(shí)，由于這時(shí)從市電輸入檢測電路中所檢測到的市電輸入信號的幅度 Va已經(jīng)不足以保證在由IC2的1、6和7腳組成的電壓比較器的同相端7腳所建立的電平高于反相端 6腳的電平。因此，從這個(gè)比較器的輸出端1腳送出的控制信號 V3將從12V下降到零伏低電平。 這種變化將導(dǎo)致由IC2組件的10、11和12腳組成的電壓比較器的輸出控制信 號V7也將變成零伏低電平。V7被送到由反相器組件IC1的& 9和10腳及4、5和6腳組成的RS觸發(fā)器的置“ 0”端9腳。由于觸發(fā)器被置零，這時(shí)從這個(gè)觸發(fā)器輸出的V

45、10和V9控制信號將分別變成零伏和12伏電平。同樣，幅值為零伏的低電平信號V10也分成兩路去控制后級工作：可編輯范本V10經(jīng)二極管D24耦合到與非門IC1組件的12和13腳。此外，當(dāng)考慮到 UPS電源處于穩(wěn) 定工作狀態(tài)時(shí)，從延遲啟動(dòng)電路IC5組件的1腳送出的也是零伏低電平這樣一種控制信號。在上述兩種控制信號的共同作用下，從與非門組件IC1的輸出端11腳送出的控制信號 V11應(yīng)該是12V高電平?？刂菩盘?V11經(jīng)電阻R20送到晶體管Q7的基極，它使晶體管 Q7飽和導(dǎo)通。這樣一來，就 使連接在IC3（SG3524）組件的鋸齒波振蕩器的6腳上的由電阻 R12和電位器VR2以及晶體管Q7的集電極和發(fā)射

46、極所構(gòu)成的振蕩電阻通道被接通了。因此，鋸齒波振蕩器就立即開始自激振蕩。從 而為IC3脈寬調(diào)制組件的正常工作準(zhǔn)備好條件。幅值為零伏的V10控制信號經(jīng)電阻 R50被饋送到晶體管 Q8的基極，它迫使 Q8處于截止?fàn)?態(tài)。這樣從晶體管 Q8的集電極送出的12伏高電平也會(huì)分成三路去控制后級電路的工作狀態(tài)。經(jīng)過二極管 D60和Dy , D61和Dx , D59和電阻R14組成的三條支路解除對IC3 （SG3524）組件輸出的脈寬調(diào)制脈沖的封鎖，至此UPS電源的逆變器就開始向負(fù)載供電；由于送到IC4 （ NE555）組件的復(fù)位端 4腳的電平提高到12V，它導(dǎo)致由NE555組成的自激 低頻振蕩器開始自激振蕩。

47、其結(jié)果是使得與NE555組件輸出端3腳相連的壓電晶體型的喇叭及由電阻R47和發(fā)光二極管組成的 “逆變器工作”指示燈開始以周期為 4秒左右的速率鳴叫和閃爍，以通知用戶，此時(shí) UPS電源處于由電池向逆變器提供能量的工作狀態(tài)。此外，從RS觸發(fā)器的"端（IC1組件的10腳）送出的12伏高電平控制信號 V9經(jīng)電阻R51 和二極管D57被饋送到晶體管 Q10的基極，由于 Q10的飽和導(dǎo)通，它使位于 Q10集電極回路上的 繼電器RY和S1都處于吸合狀態(tài)。由于 S1繼電器的常閉觸點(diǎn)被斷開，它將切斷市電電源送到主變 壓器T3的通道，從而避免掉由逆變器所產(chǎn)生的50Hz方波電源和市電50Hz正弦波電源被同

48、時(shí)送到同一主變壓器T3的事故發(fā)生。另一方面，由于RY繼電器常閉觸點(diǎn)的斷開，它將切斷UPS電源的充電器控制回路中的交流電源輸入的通道，從而迫使充電器停止工作（見圖4.4） o4.4UPS-500不間斷電源的自動(dòng)保護(hù)電路新的500伏安級UPS-500不間斷的電源的自動(dòng)保護(hù)電路共有五種：。電池電壓過低自動(dòng)保護(hù)電路；逆變器輸出過載或短路自動(dòng)保護(hù)電路；Q逆變器過壓輸出自動(dòng)保護(hù)電路；市電輸入電壓過高自動(dòng)保護(hù)電路； ups電源延時(shí)啟動(dòng)自動(dòng)保護(hù)電路；下面我們將分另U討論它們各自的控制電路。電池電壓過低自動(dòng)保護(hù)電路如圖4.3所示，電池電壓過低自動(dòng)保護(hù)控制電路是由組件IC5的10、11和13腳及其周圍元件組成的具

49、有自鎖特性的電壓比較器。當(dāng)市電供電中斷或市電輸入電壓低于170V時(shí)，UPS電源的逆變器開始向負(fù)載提供 50Hz的方波電源，其能量來源是由蓄電池放電來提供的。5V基準(zhǔn)電源經(jīng)由電阻R35和R36及電容C9組成的電阻分壓器在比較器的反相端10腳建立一個(gè)約1.5V的參考電平。當(dāng)UPS電源正常工作時(shí)，放電電池的正極電壓經(jīng)由電阻R32和R33及電容C8組成的電阻分壓器在比較器的同相端 11腳上形成一個(gè)與蓄電池端電壓成正比的控制信號V12 °當(dāng)電池端電壓高于它所允許的臨界放電電壓時(shí)，由于比較器的同相端的電平高于反相端的電平，此時(shí)從這個(gè)比較器的輸出端13腳送出的是一個(gè)幅值為 12V的高電平控制信號

50、V13。因此，當(dāng)逆變器正常工作時(shí)，連接在 比較器IC5的輸出端13腳的四個(gè)二極管 D15、D16、D17和D12都處于反向偏置狀態(tài)。此時(shí)的控 制信號V13不會(huì)對其他電路的工作狀態(tài)產(chǎn)生任何影響。然而隨著電池放電過程的不斷進(jìn)行，當(dāng)電池組的端電壓下降至 20.520V左右，就會(huì)出現(xiàn)加在比較器同相端11腳的控制信號 V12的電平低于加在反相端10腳上的參考電平的局面。一旦上述情況發(fā)生，從比較器的輸出端（IC5組件的13腳）送出的電平迅速地從 12伏高電平下跳至零伏。這種變化的結(jié)果將導(dǎo)致如下的變化：1. 經(jīng)二極管D16耦合到脈寬調(diào)制組件IC3 （SG3524）的誤差放大器的同相端2腳，這將迫使從 該組件

51、送出的脈寬調(diào)制脈沖變成脈寬為零的低電平，從而使逆變器停止工作。2. 經(jīng)二極管D17耦合到上述的市電供電 尸逆變器供電轉(zhuǎn)換控制回路中的IC2組件的11腳上。 其作用是再次企圖使 UPS電源中的市電供電 廠逆變器供電轉(zhuǎn)換控制電路處于將市電的火線輸入端可編輯范本到主變壓器 T3 的通道切斷的工作狀態(tài)。因此，此時(shí)的 UPS 電源整機(jī)就進(jìn)入既沒有 50Hz 市電輸出 又沒有逆變器方波電源輸出的“故障”停機(jī)狀態(tài)。3經(jīng)二極管D15的耦合作用將IC4 (NE555)組件的閾值輸入端 6腳和觸發(fā)輸入端 2腳的電位 箝位到零伏左右。這樣將迫使由 NE555 組成的低頻振蕩器停振，并從 IC4 組件的輸出端 3 腳

52、送出 幅值為 12V 的高電平控制作號。 其作用是使表示逆變器工作的指示燈從閃爍狀態(tài)進(jìn)入長亮狀態(tài)， 并 使喇叭的叫聲從間隙鳴叫變成長鳴。遇此情況時(shí)，既表明逆變器處于“故障”停機(jī)狀態(tài)；4經(jīng)二極管D12的耦合作用，將這個(gè)表示電池電壓過低的自動(dòng)保護(hù)的比較器IC5組件的同相端11腳的電位箝位在0.7V左右。顯然，這個(gè)電平大大低于在比較器反相端10腳所建立的參考電平值(1.5V )。因此它將迫使這個(gè)比較器進(jìn)入自鎖狀態(tài)。有了這個(gè)自鎖保護(hù)功能，就可防止當(dāng)逆變器停 止工作后，由于電池端電壓的反彈上升作用而造成的UPS 電源逆變器再次被“自動(dòng)”啟動(dòng)的弊病產(chǎn)生。這是因?yàn)橐坏┏霈F(xiàn)逆變器被“自動(dòng)”啟動(dòng)的局面，就會(huì)產(chǎn)生

53、如下的副作用：由于用戶在故障發(fā)生時(shí)，尚未將負(fù)載從UPS電源的輸出端卸掉。這樣就會(huì)造成 UPS電源的逆變器處于帶載啟動(dòng)的不利局面中，嚴(yán)重時(shí)它會(huì)損壞UPS電源。由于電池已被放電至它的臨界電壓；所以，此時(shí)的電池的可供使用的容量非常有限。這時(shí)即 使UPS電源能勉強(qiáng)帶載啟動(dòng)成功，也會(huì)出現(xiàn)UPS電源在很短時(shí)間內(nèi)又會(huì)因電池電壓過低而再次進(jìn)入自動(dòng)關(guān)機(jī)保護(hù)的情況。如果頻繁地讓 UPS 電源的逆變器處于“自動(dòng)”啟動(dòng)與自動(dòng)保護(hù)關(guān)機(jī)的交 替轉(zhuǎn)換的工作狀態(tài)中，則極容易造成UPS電源的逆變器被損壞。4.4.2 逆變器輸出過載或短路自動(dòng)保護(hù)電路如圖4.3所示，逆變器輸出過載或短路自動(dòng)保護(hù)電路是由IC5組件的8、9和14腳及

54、周圍元件組成的具有滯后特性的電壓比較器組成的。5V基準(zhǔn)電源經(jīng)由電阻 R25和R26組成的電阻分壓器在比較器的反相端 8 腳建立一個(gè)約 38mV 的參考電平。從接在 UPS 電源逆變器的末前級功放晶體管 Q5和Q6的發(fā)射極上的過流取樣電阻R19上獲得的100Hz方波電流取樣信號經(jīng)由電阻R30和R31、電位器VR6及電容C7組成的降壓濾波電路后，變成一個(gè)準(zhǔn)直流控制信號 V14。由于上述濾波電路具有小時(shí)間常數(shù)的特性。所以， V14 不僅是正比于流過末級驅(qū)動(dòng)晶體管中的電流大小，而且還能對 逆變器的輸出電流變化特性進(jìn)行快速反應(yīng)。 如圖 4.3 所示，過流檢測信號 V14 被饋送到比較器的同 相輸入端 9

55、 腳。當(dāng)逆變器工作正常時(shí)，由于這個(gè)比較器同相端的電位低于反相端的電位。所以，從 這個(gè)比較器IC5的14腳送出的控制信號 V15是零伏低電平。它將使二極管 D11和D56都處于反向 偏置狀態(tài)。這時(shí)的 V15 不會(huì)對后級控制電路的工作狀態(tài)產(chǎn)生任何影響。然而，當(dāng)在UPS 電源的逆變器的輸出端發(fā)生過載或短路時(shí)，這時(shí)來自取樣電阻R19上的過流信號將會(huì)使得 V14控制信號的電平快速地和大幅度地上升。 當(dāng) V14 的電平稍微超過加在 IC5 的反相端 8腳的參考電平時(shí)， 這個(gè)比 較器IC5的輸出端14腳送出的V15控制信號將從零伏上升至高電平(約2.8V左右)。這個(gè)具有“高電平”特性的V15控制信號經(jīng)二極管

56、 D56被饋送到IC3 ( SG3524)組件的封鎖端10腳，它將迫使 從IC3的輸出端的11和14腳送出的脈寬調(diào)制脈沖立刻變成零伏的低電平、并致使逆變器停止工作。為增加自動(dòng)保護(hù)的安全度，這一“高電平”控制信號 V15 還具有另外兩種控制功能：經(jīng)二極管D11把高電平“故障”信號送到前述的電池電壓過低自動(dòng)保護(hù)比較器IC5的反相端10腳，迫使從該比較器的輸出端IC5的13腳送出的控制信號 V13從原來的12伏高電平下跳至零伏低電平。這樣就再造出一個(gè)“虛假”的“電池電壓過低故障”信號。其作用是利用原來的電池電 壓過低自動(dòng)保護(hù)通道對逆變器進(jìn)行自動(dòng)關(guān)機(jī)控制。經(jīng)由電阻R113和二極管D16組成的正反饋回路將這個(gè)過流輸出檢測比較器IC5的9腳的電平大大的抬高，從而迫使這個(gè)比較器進(jìn)入“自鎖”保護(hù)狀態(tài)。4.4.3 逆